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【化学】福建省莆田第一中学2018-2019学年高二上学期期中考试
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福建省莆田第一中学2018-2019学年高二上学期期中考试
(总分:100分 考试时间:100分钟)
本卷可能用到的相对原子质量: H-1 Li-7 C-12 N-14 O-16 Na-23 S-32 Fe-56
第Ⅰ卷(共48分)
一. 选择题(每小题只有一个选项符合题意,每小题2分,共48分)
1.通过控制或改变反应条件可以加快、减缓甚至阻止反应的进行,使化学反应有利于人类的生存和提高生活质量。下列各图所示的措施中,能加快化学反应速率的是( )
2.下列能量转化过程与氧化还原反应无关的是( )
A.硅太阳能电池工作时,光能转化成电能
B.锂离子电池放电时,化学能转化成电能
C.电解质溶液导电时,电能转化成化学能
D.葡萄糖为人类生命活动提供能量时,化学能转化成热能
3.金属锡的冶炼常用焦炭作还原剂:SnO2+2C===Sn+2CO↑,反应过程中能量的变化如图所示。下列有关该反应的ΔH、ΔS的说法中正确的是( )
A.ΔH<0 ΔS<0 B.ΔH>0 ΔS<0
C.ΔH<0 ΔS>0 D.ΔH>0 ΔS>0
4.将下图所示实验装置的K闭合,下列判断正确的是( )
A.电子沿Zn→a→b→Cu路径流动
B.盐桥中的K+移向乙烧杯
C.片刻后甲池中c(SO42-)增大
D.片刻后可观察到滤纸b点变红色
5.下列说法错误的是( )
A.参加反应的物质的性质是决定化学反应速率的主要因素
B.光是影响某些化学反应速率的外界条件之一
C.对于可逆反应使用催化剂和升高温度,正、逆反应速率均将增加
D.不管什么反应,增大浓度,或加热,或加压,或使用催化剂,都可以加快反应速率
6.下列热化学方程式,正确的是( )
A.已知 H2的燃烧热Δ H=-285.8 kJ·mol-1,则氢气燃烧的热化学方程式可表示为2H2 (g)+O2 (g)===2H2O(g) Δ H=-571.6 kJ·mol-1
B.500 ℃、30 MPa下,将0.5 mol N2 (g)和1.5 mol H2 (g)置于密闭容器中充分反应生成 NH3 (g),放热 19.3 kJ,其热化学方程式为 N2 (g)+3H2 (g) ===2NH3 (g) Δ H=-38.6 kJ·mol-1
C. HCl和NaOH反应的中和热Δ H=-57.3 kJ·mol-1,则稀盐酸与稀氢氧化钠溶液反应的热化学方程式可表示为H+ + OH- === H2O Δ H=-57.3kJ·mol-1
D.已知甲烷的热值为55.6 kJ·g-1 ,则甲烷燃烧的热化学方程式可表示为
CH4 (g)+2O2 (g)===CO2 (g)+2H2O(l) ΔH=-889.6 kJ·mol-1
7.当可逆反应2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)达平衡后,通入18O2气体再次达到平衡时18O2存在于( )
A.SO2、O2中 B.SO2、SO3、O2中 C.SO3中 D.SO2、SO3中
8.对于反应:4NH3(g) + 5O2(g) 4NO(g) + 6H2O(g), 下列为四种不同情况下测得的反应速率,其中能表明该反应进行最快的是( )
A.v(NH3)= 0.2mol·L-1·s-1 B.v(O2 )= 0.24 mol·L-1·s-1
C.v(H2O )= 0.25 mol·L-1·s-1 D.v(NO) = 0.15 mol·L-1·s-1
9.在如图所示的8个装置中,属于原电池的是( )
A.④⑦ B.③④⑤ C.④⑧ D.①④
10.常温下,分别将4块形状相同,质量均为7g的铁片同时投入下列四种溶液中,产生H2速率最快的是( )
A.150 ml 0.2 mol/l HCl B.50 ml 0.2 mol/l H2SO4
C.500 ml 0.3 mol/l HCl D.100 ml 18.4 mol /L H2SO4
11.用阳极X和阴极Y电解Z的水溶液,电解一段时间后,再加入W,能使溶液恢复到电解前的状态,则下列符合题意的一组是( )
组号
X
Y
Z
W
A
C
Fe
NaCl
H2O
B
Pt
Cu
CuSO4
CuSO4溶液
C
C
C
H2SO4
H2O
D
Ag
Fe
AgNO3
AgNO3晶体
12.在一个绝热的体积一定的密闭容器中发生可逆反应:N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g) △H<0,下列各项中不能说明该反应已经达到平衡状态的是( )
A.体系的压强不再改变
B.体系的温度不再改变
C.断裂1 mol N≡N键的同时,也断裂6 molN—H键
D.反应消耗的 、与产生的的速率υ() : υ() : υ() == 1∶3 ∶2
13.某电动汽车配载一种可充放电的锂离子电池,放电时电池总反应为:
Li1-xCoO2 + LixC === LiCoO 2+ C6 (x<1)。下列关于该电池的说法不正确的是( )
A.放电时,Li+在电解质中由负极向正极迁移
B.放电时,负极的电极反应式为LixC6 - xe- = xLi+ + C6
C.充电时,若转移1 mol电子,石墨(C6)电极将增重7x g
D.充电时,阳极的电极反应式为LiCoO2 - xe- = Li1-xCoO2 + xLi+
14.下图有关电化学的装置完全正确的是( )
15.同温同压下,下列各组热化学方程式中,△H1<△H2是( )
A.C(s)+O2(g)=CO(g) ΔH1 C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH2
B.H2(g)+Cl2(g)=HCl(g) ΔH1 H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g) ΔH2
C.2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) ΔH1 2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ΔH2
D.S(g)+O2(g)=SO2(g) ΔH1 S(s)+O2(g)=SO2(g) ΔH2
16.空间实验室“天宫一号”的供电系统有再生氢氧燃料电池(RFC),RFC是一种将水点解技术与氢氧燃料电池技术相结合的充电电池。如图为RFC工作原理示意图,有关说法正确的是( )
A. 当有0.1 mol电子转移时,a电极产生2.24 L H2
B. b电极上发生的电极反应:4H2O+4e-=2H2↑+4OH-
C. c电极上进行还原反应,B池中的H+可以通过隔膜进入A池
D.d电极上发生的电极反应:O2+4H++4e-=2H2O
17.Mn2+催化H2O2分解:2H2O2(aq)===2H2O(l)+O2(g) ΔH1,其反应机理如下:
若反应Ⅱ的晗变为ΔH2,反应Ⅰ、Ⅱ的化学计量数均为最简整数比,则反应Ⅰ的晗变ΔH为( )
A.ΔH1+ΔH2 B.ΔH1-ΔH2 C.2ΔH1-ΔH2 D.ΔH1-2ΔH2
18.某同学为了使反应2HCl + 2Ag===2AgCl + H2↑能进行,设计了下列四个实验,如下图所示,你认为可行的方案是( )
19.NH3和纯净的O2在一定条件下发生反应:4NH3(g)+3O2(g) 2N2(g)+6H2O(g),现向一容积不变的2 L密闭容器中充入4 mol NH3和3 mol O2。4 min后,测得生成的H2O占混合气体体积的40%,则下列表示此段时间内该反应的平均速率不正确的是( )
A.v(N2)=0.125 mol/(L·min) B.v(H2O)=0.375 mol/(L·min)
C.v(O2)=0.225 mol/(L·min) D.v(NH3)=0.250 mol/(L·min)
20.用如图装置电解K2SO4溶液,同时制备H2SO4溶液和KOH溶液,Ⅱ中装入K2SO4溶液,下列有关分析正确的是( )
A.Ⅰ区生成H2SO4 B.Ⅱ区的K+进入Ⅰ区
C. a是阴离子交换膜 D.Ⅲ区溶液的pH会升高
21.以表面覆盖Cu2Al2O4的二氧化钛为催化剂,可以将CO2和CH4直接转化成乙酸。在不同温度下催化剂的催化效率与乙酸的生成速率如图所示。
下列说法错误的是( )
A.250 ℃时,催化剂的活性最高
B.250~300 ℃时,温度升高而乙酸的生成速率降低的原因是催化剂的催化效率降低
C.300~400 ℃时,乙酸的生成速率升高的原因是催化剂的催化效率增大
D.300~400 ℃时,乙酸的生成速率升高的原因是温度升高
22.在密闭容器中充入4 mol HI,在一定温度下 2HI(g) H2(g)+ I2(g)达到平衡时,有30%的HI发生分解,则平衡时混合气体总的物质的量是( )
A.4 mol B.3.4 mol C.2.8 mol D.1.2 mol
23.现有一个碳酸盐燃料电池,以一定比例Li2CO3和Na2CO3低熔混合物为电解质。以煤气(CO、H2)直接作燃料,其工作原理如下图所示。下列说法不正确的是( )
A.B电极为正极
B.CO32-移向A电极
C.A极的电极反应式为CO+H2+2CO32-+4e-=3CO2+H2O
D.B极的电极反应式为O2+2CO2+4e-=2CO32-
24.根据下图所示,下列说法正确的是( )
A.该反应的化学方程式可以表示为:2A + B 2C
B.反应至2 min时,B转化了4 mol
C.2 min后,该反应达到平衡状态,A和B不再反应
D.A的转化率为75%
第Ⅱ卷(共52分)
二、非选择题(4小题,共52分)
25. (12分)不同的化学反应具有不同的反应热,人们可以通过多种方法获得反应热的数据,通常用实验进行测定,也可以进行理论推算。
I.在科学研究中,科学家常用量热计来测量反应热。我校某化学兴趣小组的同学欲测定硫酸与氢氧化钠溶液反应的反应热,则:
(1)用98%浓硫酸(密度1.84 g/cm3)配制浓度为0.5 mol/L稀硫酸450 mL
①所需浓硫酸的体积为 mL;
②选用的主要仪器有:烧杯、量筒、 、 、 ;
(2)测定中和热的装置如右图所示。
①从实验装置上看,图中尚缺少的一种仪器是_______;
②做一次完整的中和热测定实验,温度计需使用____次;
③现用25 mL 0.5 mol/L的稀硫酸与50 mL 0.55mol/L氢氧化钠溶液反应测定,以下操作可能会导致测得的中和热数值偏大的是( )
A. 实验装置保温、隔热效果差
B.量取稀硫酸的体积时仰视读数
C.分多次把氢氧化钠溶液倒入盛有硫酸的小烧杯中
II.并不是所有反应的反应热均可通过实验直接测定。
(1) 已知:由气态基态原子形成1 mol化学键释放的最低能量叫键能。在化学反应过程中,拆开化学键需要消耗能量,形成化学键又会释放能量。部分化学键键能数据如下表:
化学键
H-H
N-H
N≡N
键能(kJ/mol)
436
391
945
反应N2(g)+3H2(g)===2NH3(g) Δ H=a kJ·mol-1,试根据表中所列键能数据估算a= 。
(2) 依据盖斯定律可以对某些反应的焓变进行推算。已知:
Fe2O3(s)+3CO(g)== 2Fe(s)+3CO2(g) △H1=-24.8kJ/mol
3Fe2O3(s)+ CO(g)==2Fe3O4(s)+ CO2(g) △H2=-47.1kJ/mol
Fe3O4(s)+CO(g)==3FeO(s)+CO2(g) △H3=+640.5kJ/mol
请写出CO气体还原FeO固体得到Fe固体和CO2气体的热化学反应方程式: 。
26.(14分)铁是人类最早使用的金属,它在日常生活中的应用十分广泛。
I.用零价铁(Fe)去除水体中的硝酸盐(NO3-)已成为环境修复研究的热点之一。
(1)Fe还原水体中NO3-的反应原理如下图所示:
①作负极的物质是 。
②正极的电极反应式是 。
(2)将足量铁粉投入水体中,经24小时测定NO3-的去除率和pH,结果如下:
初始pH
pH=2.5
pH=4.5
NO3-去除率
接近100%
<50%
24小时pH
接近中性
接近中性
铁的最终物质形态
pH=4.5时,NO3-的去除率低。其原因是 。
II.铁生锈是比较常见的现象,某实验小组为研究铁生锈的条件,设计了以下快速、易行的方法:
首先检查制氧气装置的气密性,然后按上图连接好装置,点燃酒精灯给药品加热,持续3分钟左右,观察到实验现象为:①硬质玻璃管中干燥的团状细铁丝表面依然光亮,没有发生锈蚀;②硬质玻璃管中潮湿的团状细铁丝表面颜色变得灰暗,发生锈蚀;③烧杯中潮湿的团状细铁丝依然光亮。
试回答以下问题:
(1)由于与金属接触的介质不同,金属腐蚀分成不同类型,本实验中铁生锈属于 。能表示其原理的正极反应式为 。
(2)大试管中发生的反应方程式为 。
(3)仪器A的名称为 ,其中装的药品可以是 。
(4)有实验可知,决定铁生锈快慢的一个重要因素是 。
27.(12分)我校某兴趣小组利用亚硫酸氢钠与碘酸钾相互作用,因浓度与温度的不同,反应快慢不同,从而说明反应物的浓度、温度对反应速率的影响。其化学反应方程如下:
KIO3 + NaHSO3 —— K2SO4 + Na2SO4 + NaHSO4 + I2 + H20
(1)配平方程:
(2)该反应的氧化剂是 。若反应中转移了8 mol电子,则生成碘单质 mol。该反应的过程和机理较复杂,一般可以分成以下几步:
①IO3- + 3HSO3- → 3SO42- + 3H+ + I- (慢)
②IO3- + 5I- + 6H+ → 3I2↓ + 3H2O (慢)
③I2 + HSO3- + H2O → 2I- + SO42- + 3H+ (快)
(3)根据上述条件推测,此反应总的反应速率由 步反应决定。(填序号)
(4)向 NaHSO3溶液与淀粉的混合溶液中加入KIO3 溶液,当溶液中 离子耗尽后,溶液颜色将由无色变为 色。
(5)为探究KIO3 浓度和温度对化学反应速率的影响,设计的实验方案如下表:
实验序号
体积V/mL、温度t/℃
NaHSO3溶液
水
KIO3 溶液
淀粉溶液
温度
①
15.0
25.0
50.0
2.0
50
②
15.0
25.0
50.0
2.0
18
③
15.0
Vx
40.0
2.0
18
表中Vx= mL,理由是 。
反应速率最快的实验组序号为 。
28.(14分)在一定条件下,二氧化硫和氧气发生如下反应:
2SO2(g)+ O2 (g) 2SO3(g) △H< 0。
查阅资料知:SO3熔点16.83℃,沸点44.8℃。
(1)600℃时,在一容积为2 L的密闭容器中,将二氧化硫和氧气混合,反应过程中SO2,O2,SO3物质的量变化如图。
①该反应能自发进行的原因是 。
②据图判断,该反应处于平衡状态的时间是 。
③计算600℃下,该反应的化学平衡常数 K= 。
④据图判断,反应进行至20 min时,曲线发生变化的原因是 (用文字表达)。
(2)某化学研究学习小组用下图的装置组装设计了一个实验,以测定SO2转化为SO3的转化率,仪器的连接顺序是a→h→i→b→c→f→g→d→e。
①为提高SO2的转化率,实验时Ⅰ处滴入浓硫酸与Ⅱ处加热催化剂的先后顺序是 。
②在Ⅰ处用大火加热烧瓶时SO2的转化率会 。(选填“增大”“不变”或“减小”)
③用n mol Na2SO3粉末与足量浓硫酸进行此实验,当反应结束时,继续通入O2一段时间后,称得Ⅲ处增重 m g,则本实验中SO2的转化率为 。
参考答案
一、 选择题(每小题只有一个选项符合题意,每小题2分,共48分)
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
C
A
D
B
D
D
B
A
A
B
C
D
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
C
D
D
C
B
C
C
B
C
A
C
D
二、非选择题(共52分)
25.(12分)I.(1)①13.6(1分) ②玻璃棒、500 mL容量瓶、胶头滴管 (各1分)
(2)①环形玻璃搅拌棒(1分) ②3 (1分) ③B(1分)
II.(1)-93 (2分)(2)CO(g)+FeO(s)===Fe(s)+CO2(g) △H3=-218.05kJ/mol(3分)
26.(14分)I.(1)①Fe (1分) ②NO3- + 8e- + 10H+ = NH4+ + 3H2O(2分)
(2)FeO(OH)不导电,阻碍电子转移(2分)
II.(1)电化学腐蚀(或吸氧腐蚀)(1分),O2 + 2H2O + 4e- = 4OH-(2分)
(2)2KMnO4 === K2MnO4 + MnO2 + O2↑(2分,未写反应条件、气标或未配平扣1分)
(3)干燥管(1分) 碱石灰(或无水氯化钙)(1分)
(4)氧气的浓度(2分)
27. (12分)(1)2,5,1,1,3,1,1(3分) (2)KIO3 (1分) 0.8(1分)
(3)①②(1分,漏写、错写不得分) (4)HSO3-(1分) 蓝(1分)
(5)35.0(1分,写35不得分),
为确保只有KIO3 浓度一个因素变化(或为控制KIO3 浓度这个单一变量)(2分),
①(1分)
28.(14分)(1)①该反应是放热反应(或△H< 0) (2分)
②15—20 25—30 (2分) ③ 1.56 (2分)
④增大氧气的浓度(或物质的量)(2分)
(2)①先加热Ⅱ处催化剂(2分) ②减小(2分) ③×100%(2分)
(总分:100分 考试时间:100分钟)
本卷可能用到的相对原子质量: H-1 Li-7 C-12 N-14 O-16 Na-23 S-32 Fe-56
第Ⅰ卷(共48分)
一. 选择题(每小题只有一个选项符合题意,每小题2分,共48分)
1.通过控制或改变反应条件可以加快、减缓甚至阻止反应的进行,使化学反应有利于人类的生存和提高生活质量。下列各图所示的措施中,能加快化学反应速率的是( )
2.下列能量转化过程与氧化还原反应无关的是( )
A.硅太阳能电池工作时,光能转化成电能
B.锂离子电池放电时,化学能转化成电能
C.电解质溶液导电时,电能转化成化学能
D.葡萄糖为人类生命活动提供能量时,化学能转化成热能
3.金属锡的冶炼常用焦炭作还原剂:SnO2+2C===Sn+2CO↑,反应过程中能量的变化如图所示。下列有关该反应的ΔH、ΔS的说法中正确的是( )
A.ΔH<0 ΔS<0 B.ΔH>0 ΔS<0
C.ΔH<0 ΔS>0 D.ΔH>0 ΔS>0
4.将下图所示实验装置的K闭合,下列判断正确的是( )
A.电子沿Zn→a→b→Cu路径流动
B.盐桥中的K+移向乙烧杯
C.片刻后甲池中c(SO42-)增大
D.片刻后可观察到滤纸b点变红色
5.下列说法错误的是( )
A.参加反应的物质的性质是决定化学反应速率的主要因素
B.光是影响某些化学反应速率的外界条件之一
C.对于可逆反应使用催化剂和升高温度,正、逆反应速率均将增加
D.不管什么反应,增大浓度,或加热,或加压,或使用催化剂,都可以加快反应速率
6.下列热化学方程式,正确的是( )
A.已知 H2的燃烧热Δ H=-285.8 kJ·mol-1,则氢气燃烧的热化学方程式可表示为2H2 (g)+O2 (g)===2H2O(g) Δ H=-571.6 kJ·mol-1
B.500 ℃、30 MPa下,将0.5 mol N2 (g)和1.5 mol H2 (g)置于密闭容器中充分反应生成 NH3 (g),放热 19.3 kJ,其热化学方程式为 N2 (g)+3H2 (g) ===2NH3 (g) Δ H=-38.6 kJ·mol-1
C. HCl和NaOH反应的中和热Δ H=-57.3 kJ·mol-1,则稀盐酸与稀氢氧化钠溶液反应的热化学方程式可表示为H+ + OH- === H2O Δ H=-57.3kJ·mol-1
D.已知甲烷的热值为55.6 kJ·g-1 ,则甲烷燃烧的热化学方程式可表示为
CH4 (g)+2O2 (g)===CO2 (g)+2H2O(l) ΔH=-889.6 kJ·mol-1
7.当可逆反应2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)达平衡后,通入18O2气体再次达到平衡时18O2存在于( )
A.SO2、O2中 B.SO2、SO3、O2中 C.SO3中 D.SO2、SO3中
8.对于反应:4NH3(g) + 5O2(g) 4NO(g) + 6H2O(g), 下列为四种不同情况下测得的反应速率,其中能表明该反应进行最快的是( )
A.v(NH3)= 0.2mol·L-1·s-1 B.v(O2 )= 0.24 mol·L-1·s-1
C.v(H2O )= 0.25 mol·L-1·s-1 D.v(NO) = 0.15 mol·L-1·s-1
9.在如图所示的8个装置中,属于原电池的是( )
A.④⑦ B.③④⑤ C.④⑧ D.①④
10.常温下,分别将4块形状相同,质量均为7g的铁片同时投入下列四种溶液中,产生H2速率最快的是( )
A.150 ml 0.2 mol/l HCl B.50 ml 0.2 mol/l H2SO4
C.500 ml 0.3 mol/l HCl D.100 ml 18.4 mol /L H2SO4
11.用阳极X和阴极Y电解Z的水溶液,电解一段时间后,再加入W,能使溶液恢复到电解前的状态,则下列符合题意的一组是( )
组号
X
Y
Z
W
A
C
Fe
NaCl
H2O
B
Pt
Cu
CuSO4
CuSO4溶液
C
C
C
H2SO4
H2O
D
Ag
Fe
AgNO3
AgNO3晶体
12.在一个绝热的体积一定的密闭容器中发生可逆反应:N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g) △H<0,下列各项中不能说明该反应已经达到平衡状态的是( )
A.体系的压强不再改变
B.体系的温度不再改变
C.断裂1 mol N≡N键的同时,也断裂6 molN—H键
D.反应消耗的 、与产生的的速率υ() : υ() : υ() == 1∶3 ∶2
13.某电动汽车配载一种可充放电的锂离子电池,放电时电池总反应为:
Li1-xCoO2 + LixC === LiCoO 2+ C6 (x<1)。下列关于该电池的说法不正确的是( )
A.放电时,Li+在电解质中由负极向正极迁移
B.放电时,负极的电极反应式为LixC6 - xe- = xLi+ + C6
C.充电时,若转移1 mol电子,石墨(C6)电极将增重7x g
D.充电时,阳极的电极反应式为LiCoO2 - xe- = Li1-xCoO2 + xLi+
14.下图有关电化学的装置完全正确的是( )
15.同温同压下,下列各组热化学方程式中,△H1<△H2是( )
A.C(s)+O2(g)=CO(g) ΔH1 C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH2
B.H2(g)+Cl2(g)=HCl(g) ΔH1 H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g) ΔH2
C.2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) ΔH1 2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ΔH2
D.S(g)+O2(g)=SO2(g) ΔH1 S(s)+O2(g)=SO2(g) ΔH2
16.空间实验室“天宫一号”的供电系统有再生氢氧燃料电池(RFC),RFC是一种将水点解技术与氢氧燃料电池技术相结合的充电电池。如图为RFC工作原理示意图,有关说法正确的是( )
A. 当有0.1 mol电子转移时,a电极产生2.24 L H2
B. b电极上发生的电极反应:4H2O+4e-=2H2↑+4OH-
C. c电极上进行还原反应,B池中的H+可以通过隔膜进入A池
D.d电极上发生的电极反应:O2+4H++4e-=2H2O
17.Mn2+催化H2O2分解:2H2O2(aq)===2H2O(l)+O2(g) ΔH1,其反应机理如下:
若反应Ⅱ的晗变为ΔH2,反应Ⅰ、Ⅱ的化学计量数均为最简整数比,则反应Ⅰ的晗变ΔH为( )
A.ΔH1+ΔH2 B.ΔH1-ΔH2 C.2ΔH1-ΔH2 D.ΔH1-2ΔH2
18.某同学为了使反应2HCl + 2Ag===2AgCl + H2↑能进行,设计了下列四个实验,如下图所示,你认为可行的方案是( )
19.NH3和纯净的O2在一定条件下发生反应:4NH3(g)+3O2(g) 2N2(g)+6H2O(g),现向一容积不变的2 L密闭容器中充入4 mol NH3和3 mol O2。4 min后,测得生成的H2O占混合气体体积的40%,则下列表示此段时间内该反应的平均速率不正确的是( )
A.v(N2)=0.125 mol/(L·min) B.v(H2O)=0.375 mol/(L·min)
C.v(O2)=0.225 mol/(L·min) D.v(NH3)=0.250 mol/(L·min)
20.用如图装置电解K2SO4溶液,同时制备H2SO4溶液和KOH溶液,Ⅱ中装入K2SO4溶液,下列有关分析正确的是( )
A.Ⅰ区生成H2SO4 B.Ⅱ区的K+进入Ⅰ区
C. a是阴离子交换膜 D.Ⅲ区溶液的pH会升高
21.以表面覆盖Cu2Al2O4的二氧化钛为催化剂,可以将CO2和CH4直接转化成乙酸。在不同温度下催化剂的催化效率与乙酸的生成速率如图所示。
下列说法错误的是( )
A.250 ℃时,催化剂的活性最高
B.250~300 ℃时,温度升高而乙酸的生成速率降低的原因是催化剂的催化效率降低
C.300~400 ℃时,乙酸的生成速率升高的原因是催化剂的催化效率增大
D.300~400 ℃时,乙酸的生成速率升高的原因是温度升高
22.在密闭容器中充入4 mol HI,在一定温度下 2HI(g) H2(g)+ I2(g)达到平衡时,有30%的HI发生分解,则平衡时混合气体总的物质的量是( )
A.4 mol B.3.4 mol C.2.8 mol D.1.2 mol
23.现有一个碳酸盐燃料电池,以一定比例Li2CO3和Na2CO3低熔混合物为电解质。以煤气(CO、H2)直接作燃料,其工作原理如下图所示。下列说法不正确的是( )
A.B电极为正极
B.CO32-移向A电极
C.A极的电极反应式为CO+H2+2CO32-+4e-=3CO2+H2O
D.B极的电极反应式为O2+2CO2+4e-=2CO32-
24.根据下图所示,下列说法正确的是( )
A.该反应的化学方程式可以表示为:2A + B 2C
B.反应至2 min时,B转化了4 mol
C.2 min后,该反应达到平衡状态,A和B不再反应
D.A的转化率为75%
第Ⅱ卷(共52分)
二、非选择题(4小题,共52分)
25. (12分)不同的化学反应具有不同的反应热,人们可以通过多种方法获得反应热的数据,通常用实验进行测定,也可以进行理论推算。
I.在科学研究中,科学家常用量热计来测量反应热。我校某化学兴趣小组的同学欲测定硫酸与氢氧化钠溶液反应的反应热,则:
(1)用98%浓硫酸(密度1.84 g/cm3)配制浓度为0.5 mol/L稀硫酸450 mL
①所需浓硫酸的体积为 mL;
②选用的主要仪器有:烧杯、量筒、 、 、 ;
(2)测定中和热的装置如右图所示。
①从实验装置上看,图中尚缺少的一种仪器是_______;
②做一次完整的中和热测定实验,温度计需使用____次;
③现用25 mL 0.5 mol/L的稀硫酸与50 mL 0.55mol/L氢氧化钠溶液反应测定,以下操作可能会导致测得的中和热数值偏大的是( )
A. 实验装置保温、隔热效果差
B.量取稀硫酸的体积时仰视读数
C.分多次把氢氧化钠溶液倒入盛有硫酸的小烧杯中
II.并不是所有反应的反应热均可通过实验直接测定。
(1) 已知:由气态基态原子形成1 mol化学键释放的最低能量叫键能。在化学反应过程中,拆开化学键需要消耗能量,形成化学键又会释放能量。部分化学键键能数据如下表:
化学键
H-H
N-H
N≡N
键能(kJ/mol)
436
391
945
反应N2(g)+3H2(g)===2NH3(g) Δ H=a kJ·mol-1,试根据表中所列键能数据估算a= 。
(2) 依据盖斯定律可以对某些反应的焓变进行推算。已知:
Fe2O3(s)+3CO(g)== 2Fe(s)+3CO2(g) △H1=-24.8kJ/mol
3Fe2O3(s)+ CO(g)==2Fe3O4(s)+ CO2(g) △H2=-47.1kJ/mol
Fe3O4(s)+CO(g)==3FeO(s)+CO2(g) △H3=+640.5kJ/mol
请写出CO气体还原FeO固体得到Fe固体和CO2气体的热化学反应方程式: 。
26.(14分)铁是人类最早使用的金属,它在日常生活中的应用十分广泛。
I.用零价铁(Fe)去除水体中的硝酸盐(NO3-)已成为环境修复研究的热点之一。
(1)Fe还原水体中NO3-的反应原理如下图所示:
①作负极的物质是 。
②正极的电极反应式是 。
(2)将足量铁粉投入水体中,经24小时测定NO3-的去除率和pH,结果如下:
初始pH
pH=2.5
pH=4.5
NO3-去除率
接近100%
<50%
24小时pH
接近中性
接近中性
铁的最终物质形态
pH=4.5时,NO3-的去除率低。其原因是 。
II.铁生锈是比较常见的现象,某实验小组为研究铁生锈的条件,设计了以下快速、易行的方法:
首先检查制氧气装置的气密性,然后按上图连接好装置,点燃酒精灯给药品加热,持续3分钟左右,观察到实验现象为:①硬质玻璃管中干燥的团状细铁丝表面依然光亮,没有发生锈蚀;②硬质玻璃管中潮湿的团状细铁丝表面颜色变得灰暗,发生锈蚀;③烧杯中潮湿的团状细铁丝依然光亮。
试回答以下问题:
(1)由于与金属接触的介质不同,金属腐蚀分成不同类型,本实验中铁生锈属于 。能表示其原理的正极反应式为 。
(2)大试管中发生的反应方程式为 。
(3)仪器A的名称为 ,其中装的药品可以是 。
(4)有实验可知,决定铁生锈快慢的一个重要因素是 。
27.(12分)我校某兴趣小组利用亚硫酸氢钠与碘酸钾相互作用,因浓度与温度的不同,反应快慢不同,从而说明反应物的浓度、温度对反应速率的影响。其化学反应方程如下:
KIO3 + NaHSO3 —— K2SO4 + Na2SO4 + NaHSO4 + I2 + H20
(1)配平方程:
(2)该反应的氧化剂是 。若反应中转移了8 mol电子,则生成碘单质 mol。该反应的过程和机理较复杂,一般可以分成以下几步:
①IO3- + 3HSO3- → 3SO42- + 3H+ + I- (慢)
②IO3- + 5I- + 6H+ → 3I2↓ + 3H2O (慢)
③I2 + HSO3- + H2O → 2I- + SO42- + 3H+ (快)
(3)根据上述条件推测,此反应总的反应速率由 步反应决定。(填序号)
(4)向 NaHSO3溶液与淀粉的混合溶液中加入KIO3 溶液,当溶液中 离子耗尽后,溶液颜色将由无色变为 色。
(5)为探究KIO3 浓度和温度对化学反应速率的影响,设计的实验方案如下表:
实验序号
体积V/mL、温度t/℃
NaHSO3溶液
水
KIO3 溶液
淀粉溶液
温度
①
15.0
25.0
50.0
2.0
50
②
15.0
25.0
50.0
2.0
18
③
15.0
Vx
40.0
2.0
18
表中Vx= mL,理由是 。
反应速率最快的实验组序号为 。
28.(14分)在一定条件下,二氧化硫和氧气发生如下反应:
2SO2(g)+ O2 (g) 2SO3(g) △H< 0。
查阅资料知:SO3熔点16.83℃,沸点44.8℃。
(1)600℃时,在一容积为2 L的密闭容器中,将二氧化硫和氧气混合,反应过程中SO2,O2,SO3物质的量变化如图。
①该反应能自发进行的原因是 。
②据图判断,该反应处于平衡状态的时间是 。
③计算600℃下,该反应的化学平衡常数 K= 。
④据图判断,反应进行至20 min时,曲线发生变化的原因是 (用文字表达)。
(2)某化学研究学习小组用下图的装置组装设计了一个实验,以测定SO2转化为SO3的转化率,仪器的连接顺序是a→h→i→b→c→f→g→d→e。
①为提高SO2的转化率,实验时Ⅰ处滴入浓硫酸与Ⅱ处加热催化剂的先后顺序是 。
②在Ⅰ处用大火加热烧瓶时SO2的转化率会 。(选填“增大”“不变”或“减小”)
③用n mol Na2SO3粉末与足量浓硫酸进行此实验,当反应结束时,继续通入O2一段时间后,称得Ⅲ处增重 m g,则本实验中SO2的转化率为 。
参考答案
一、 选择题(每小题只有一个选项符合题意,每小题2分,共48分)
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
C
A
D
B
D
D
B
A
A
B
C
D
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
C
D
D
C
B
C
C
B
C
A
C
D
二、非选择题(共52分)
25.(12分)I.(1)①13.6(1分) ②玻璃棒、500 mL容量瓶、胶头滴管 (各1分)
(2)①环形玻璃搅拌棒(1分) ②3 (1分) ③B(1分)
II.(1)-93 (2分)(2)CO(g)+FeO(s)===Fe(s)+CO2(g) △H3=-218.05kJ/mol(3分)
26.(14分)I.(1)①Fe (1分) ②NO3- + 8e- + 10H+ = NH4+ + 3H2O(2分)
(2)FeO(OH)不导电,阻碍电子转移(2分)
II.(1)电化学腐蚀(或吸氧腐蚀)(1分),O2 + 2H2O + 4e- = 4OH-(2分)
(2)2KMnO4 === K2MnO4 + MnO2 + O2↑(2分,未写反应条件、气标或未配平扣1分)
(3)干燥管(1分) 碱石灰(或无水氯化钙)(1分)
(4)氧气的浓度(2分)
27. (12分)(1)2,5,1,1,3,1,1(3分) (2)KIO3 (1分) 0.8(1分)
(3)①②(1分,漏写、错写不得分) (4)HSO3-(1分) 蓝(1分)
(5)35.0(1分,写35不得分),
为确保只有KIO3 浓度一个因素变化(或为控制KIO3 浓度这个单一变量)(2分),
①(1分)
28.(14分)(1)①该反应是放热反应(或△H< 0) (2分)
②15—20 25—30 (2分) ③ 1.56 (2分)
④增大氧气的浓度(或物质的量)(2分)
(2)①先加热Ⅱ处催化剂(2分) ②减小(2分) ③×100%(2分)
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